The impact of heat treatment on oat groat constituent extractability, protein colloidal state and emulsifying properties

Promovendus/a: Ines Pynket

Promotor(en): Prof. dr. Arno Wouters, De heer Frederik Janssen, Prof. dr. ir. Christophe Courtin

Haver is rijk aan proteïnen en de oplosbare voedingsvezel β-D-glucaan. Haver-gebaseerde dranken en yoghurtalternatieven die momenteel in de supermarkt verkrijgbaar zijn, bevatten echter slechts lage hoeveelheden van deze nutriënten. Om dit te balanceren, worden deze producten vaak verrijkt met andere plantaardige proteïnen en voedingsvezels om de gewenste productkwaliteit te bekomen. Het is duidelijk dat slechts een beperkte hoeveelheid van de haverproteïnen en β-D-glucanen terechtkomt in de haverbasis die wordt gebruikt voor de productie van deze zuivelalternatieven. Dit wijst op een lage extraheerbaarheid van deze nutriënten uit de havermatrix en benadrukt de gemiste kans om de nutritionele en functionele voordelen van haver volledig te benutten.

Eén van de redenen hiervoor is de industriële hittebehandeling (of kilning) waaraan haverkorrels worden onderworpen. Deze hittebehandeling wordt toegepast om de houdbaarheid en smaak van haverproducten te verbeteren en om haver voor te bereiden op verdere verwerking, traditioneel met de focus op havervlokken. Echter, de invloed ervan op de extraheerbaarheid van relevante havernutriënten in het kader van het produceren van zuivelalternatieven heeft tot nu toe weinig aandacht gekregen. Niet alleen de extraheerbaarheid is van belang voor de ontwikkeling van haver-gebaseerde zuivelalternatieven, maar ook de colloïdale toestand (d.i. hoe proteïnen voorkomen en zich gedragen in waterige media) en functionele eigenschappen (d.i. hoe proteïnen voedingsdispersies vormen en stabiliseren) van proteïnen, eenmaal geëxtraheerd, spelen een cruciale rol. Deze factoren en de invloed van de hittebehandeling hierop werden echter nauwelijks onderzocht in de huidige literatuur. Dit doctoraatsonderzoek richtte zich dus op de invloed van de industriële hittebehandeling op de extraheerbaarheid van relevante haverbestanddelen, evenals op de colloïdale toestand en de functionele eigenschappen van haverproteïnen in olie-in-water emulsies als modelsysteem voor haver-gebaseerde dranken.

In het eerste deel van dit doctoraatsonderzoek, werd aangetoond dat de industriële hittebehandeling een sterke invloed heeft op de extraheerbaarheid van haverproteïnen. De afname in proteïne-extraheerbaarheid was te wijten aan veranderingen in de (secundaire) proteïne-structuur en aggregatietoestand. Minder strenge hittebehandelingscondities kunnen worden toegepast om een hoge proteïne-extraheerbaarheid te behouden, zonder in te boeten op de houdbaarheid van het eindproduct. Daarboven, resulteerde de industriële hittebehandeling in een afname van de β-D-glucaan-extraheerbaarheid, maar de geëxtraheerde β-D-glucanen waren groter van omvang en leverden meer viskeuze extracten op, wat mogelijks bijkomende nutritionele voordelen biedt.

In het tweede deel van het doctoraatsonderzoek werd de invloed van de industriële hittebehandeling en veranderingen in omgevingscondities op de colloïdale toestand en emulgerende eigenschappen van haverproteïnen bestudeerd. Hiervoor werd een zuiver proteïnestaal (een isolaat) gebruikt, om de invloed van andere haverbestanddelen te minimaliseren. In het algemeen werd vastgesteld dat stalen met minder proteïne-aggregatie leidden tot olie-in-water emulsies met een hogere stabiliteit. In een laatste studie werd aangetoond dat de wisselwerking tussen bewaring and hittebehandeling van proteïnen in dispersie cruciaal is voor het bepalen van de uiteindelijk gevormde proteïne-structuren. Dit alles toont aan dat het van groot belang is om de colloïdale toestand van proteïnen te bestuderen om hun functionele eigenschappen in levensmiddelen te begrijpen.

Over het algemeen helpt dit doctoraatsonderzoek beter te begrijpen hoe de industriële hittebehandeling (of kilning) de extraheerbaarheid van relevante haverbestanddelen, evenals de colloïdale en emulgerende eigenschappen van haverproteïnen beïnvloedt. De bevindingen tonen aan dat het mogelijk is om haver-gebaseerde zuivelalternatieven te produceren met de juiste balans tussen proteïnen en dieetvezels, waardoor het volledige nutritionele en functionele potentieel van haver wordt benut.